Pt3Ni催化剂不同晶面上甲醇脱氢反应机理研
由于在直接甲醇燃料电池(DMFC DMFC)和石油工业石油工业等方面的应用,甲醇在金属等方面的应用,甲醇在金属等方面的应用,甲醇在金属表面的吸附和解离机制引起了广泛关注.人们进行了大量关于甲醇在各种纯金属表面反应的实验和理论研究,如Mohsenzadeh等”1”经过研究发现,甲醇在甲醇在Ni(111)面的脱氢过程是从O-H键断裂开始,经过一系列的脱氢步骤最终产生CO和H;而在Ni(100)面上,Lausche等”2”发现甲醇脱氢起始步骤既可以是C-H键断裂也可以是O-H键断裂;在Pt(Pt(111)上,Greeley等人”3”考察了甲醇所有可能的脱氢路径,发现C-H键首先断裂有利于后续脱氢过程,整个按照CH3OH→CH2OH→CHOH→CO路径进行;Kizhakevariam等”4”利用热脱附光谱和高分辨电子能量损失光谱研究了甲醇在Pt(Pt(100)上分解的机制,发现在100K时甲醇在Pt(Pt(100)表面吸附,在170-220K时发生连续脱氢成CO和H,通过频率分析发现一部分甲醇脱氢是从C-H键断裂开始而另一部分是从O-H键断裂开始.本文在密度泛函理论(DFT)框架下，采用周期性平板模型的方法模拟和计算了甲醇在Pt3N1(111)、Pt3N1(110)、Pt3N1(100)催化剂表面的脱氢行为。分别对甲醇及其脱氢衍生物的结构、吸附稳定性进行了研究。分析了解离过程中涉及到的所有基元步骤的过渡态，得到了每个基元步骤势能面的细节；最后，通过微观动力学理论计算了每一个基元步骤的指前因子及反应速率，结合热力学数据评估出合理的解离路径，阐明了金属不同表面对反应路径的作用。甲醇在催化剂上反应的特性以及反应历程均与其表面结构密切相关。虽然实验上己经证明Pt3Ni催化剂对氧还原具有很好的催化性能，但是，目前关于Pt3Ni催化剂不同表面上甲醇的脱氢分解反应机理尚不明确。
催化剂 脱氢行为 催化性能 甲醇
杜攀 蔡称心
南京师范大学化学与材料科学学院,江苏,南京210097
国内会议
昆明
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2016-07-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）